Unsere Bewohner verraten unser Alter - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Gesundheit+Medizin

Unsere Bewohner verraten unser Alter

Eine bunte Mikroben-Gesellschaft lebt in uns und auf uns. (Bild: jamesbenet/iStock)

Alters-Signatur in der Bakterien-Struktur: Anhand der Merkmale der Mikrobengesellschaften in und auf dem Körper eines Menschen lässt sich sein Alter einschätzen, berichten Forscher. Ihr auf maschinellem Lernen beruhendes Verfahren kann das Alter bei Hautabstrichen mit einer Genauigkeit von etwa 3,8 Jahren bestimmen, gefolgt von 4,5 Jahren bei Proben aus dem Mund und 11,5 Jahren bei Stuhlproben. Den Wissenschaftlern zufolge steckt in ihrem VerfahrenPotenzial für die Erforschung von Alterungsprozessen und Erkrankungen im Zusammenhang mit mikrobiellen Besiedlungsmustern.

Auf uns und in uns wimmelt es: Der Mensch ist der Lebensraum einer kunterbunten Gemeinschaft aus vielen unterschiedlichen Mikroben-Arten. In den letzten Jahren ist die Bedeutung dieser Bewohner immer mehr in den Fokus gerückt. Zahlreiche Studien belegen bereits, wie wichtig ein günstig zusammengesetztes Mikrobiom für unsere Gesundheit ist. Im Darm, Mund und auf der Haut verhindern freundliche Bakterienarten etwa, dass sich Krankheitserreger breit machen können. Darüber hinaus haben die Winzlinge aber auch Auswirkungen auf unser Immunsystem und weitere Vorgänge im Körper. Beispielsweise wurden bestimmte Zusammensetzungen der Mikrobengemeinschaften mit Autoimmunerkrankungen, Übergewicht und sogar psychischen Problemen in Verbindung gebracht. Die Bedeutung eines gesunden Mikrobioms besitzt jedoch noch viel Forschungspotenzial, sagen Experten.

Typische Altersmuster zeichnen sich ab

Bekannt ist bereits, dass zahlreiche Faktoren die Zusammensetzungen der Gemeinschaften im Darm, Mund oder auf der Haut beeinflussen. Neben der Ernährung, verschieden Gewohnheiten, Lebensumständen und unseren Veranlagungen beeinflusst auch das Alter die Mikrobiome. Mit dem letzten Aspekt hat sich nun ein Team aus US-Wissenschaftlern genauer befasst. Den Anstoß zu der Studie lieferte eine Untersuchung aus dem Jahr 2014. Dabei hatten Forscher das Mikrobiom der Stuhlproben von Säuglingen in den ersten Lebensmonaten untersucht. Sie stellten fest, dass sich die Entwicklungsreife der Kinder in den bakteriellen Zusammensetzungen widerspiegelte. Im Rahmen der aktuellen Studie wollten die Wissenschaftler nun herausfinden, inwieweit sich diese Verknüpfungen auch auf Erwachsene unterschiedlichen Alters und auf die Mikroben anderer Körperbereiche übertragen lassen.

Als Informationsquelle dienten ihnen dabei Mikrobiom-Sequenzierungsdaten aus öffentlichen Datenbanken und aus mehreren Citizen-Science-Projekten verschiedener Länder, bei denen Mikrobiom-Messwerte von Stuhl-, Speichel- oder Hautabstrichen der Teilnehmer erfasst wurden. Insgesamt stützt sich die Studie auf 4434 Stuhlproben, 2550 Speichelproben sowie auf 1975 Hautproben. Die Teilnehmer, deren Daten in der Studie verwendet wurden, waren zwischen 18 und 90 Jahre alt und wiesen keine Erkrankungen oder sonstige Umstände auf, die sich verzerrend auf das Ergebnis auswirken könnten. Wie die Forscher erklären, fütterten sie die Daten einem speziellen Computerprogramm, das zum maschinellen Lernen fähig ist: Das intelligente System kann durch Training mit der Zeit bestimmte Muster in Daten erkennen, um sie mit anderen Variablen – in diesem Fall dem Alter – zu verknüpfen.

Anzeige

Verfahren mit medizinischem Potenzial

Wie die Forscher berichten, war ihr System schließlich in der Lage, anhand der Mikrobiomproben das chronologische Alter einer Person mit unterschiedlicher Genauigkeit einzuschätzen. Hautproben lieferten demnach die genaueste Vorhersage mit plus-minus 3,8 Jahren, gefolgt von den oralen Proben mit 4,5 Jahren und 11,5 Jahren bei den Stuhlproben. Das Erkennungskriterium war dabei die Vielfalt und Häufigkeit der Mikrobenarten, die tendenziell mit zunehmendem Alter schwindet, erklären die Wissenschaftler. Ein möglicher Grund dafür, dass sich gerade die auf unserer Haut lebenden Mikroben so deutlich verändern, ist den Forschern zufolge der Wandel der Hautphysiologie im Verlauf der Jahre: Für bestimmte Altersabschnitte sind jeweils spezielle Merkmale der Talkproduktion und Feuchtigkeit typisch, die sich auf die Mikrobenbesiedlung auswirken.

Wie die Forscher betonen, handelt es sich bei ihrer Studie nun zunächst um eine grundlegende Demonstration des Potenzials des Verfahrens. „Möglichkeiten, Mikroben mit dem Alter zu korrelieren, könnten uns helfen, die Rolle von Mikroben bei Alterungsprozess aufzudecken und Behandlungsmöglichkeiten bei altersbedingten Krankheiten zu entwickeln, die auf Mikrobiome abzielen“, sagt Co-Autor Zhenjiang Zech Xu von der University of California in San Diego. Sein Kollege Ho-Cheol Kim ergänzt: „Unsere Ergebnisse zeigen das Potenzial des Einsatzes von Techniken des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz auf, um menschliche Mikrobiome besser zu verstehen. Die Anwendung dieser Technologie bei zukünftigen Studien könnte dazu beitragen, tiefere Einblicke in die Verknüpfung der Mikrobengesellschaften mit unserer Gesundheit und vielen Krankheiten zu gewinnen“, so der Wissenschaftler.

Quelle: University of California – San Diego, Fachartikel: mSystems, doi: 10.1128/mSystems.00630-19

Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Anzeige

Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

Erd|ofen  〈m. 4u〉 Erdgrube für das Dünsten von Fleisch, das, in Blätter gewickelt, mit heißen Steinen od. in glühender Asche vergraben wird

Mehl|mot|te  〈f. 19; Zool.〉 unscheinbar gefärbter Zünsler, dessen Raupen in Mehl u. Mehlprodukten leben u. sie stark mit Gespinsten u. krümeligem Kot durchsetzen: Ephestia kühniella

Live|auf|zeich|nung  〈[lf–] f. 20; Funk, TV〉 Aufzeichnung einer Veranstaltung, die zu einem späteren Termin (meist ungekürzt) gesendet wird (im Unterschied zu einer Livesendung) [→ live ... mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige